可检测肿瘤细胞GSH浓度的光学探针及其制备方法和应用与流程

本发明属于光学探针技术领域，具体涉及一种可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针及其制备方法和应用。

背景技术：

近年来，使用基于纳米粒子的分子影像技术作为一种新型的细胞成像手段,具有无辐射,成像速度快和灵敏度较高等优点,在生物标记和肿瘤细胞成像等领域有许多应用。近些年来,科研工作者已经合成出许多不同类型和功能的纳米荧光探针,包括量子点、金属纳米簇、上转换荧光纳米材料、复合荧光纳米粒子等，用于对肿瘤细胞的标记和成像，但是这些纳米探针制备和成像都需要一定的过程和时间，并且稳定性和特异性都有待提高。已有的光学探针在靶向性和荧光效率方面都或多或少存在无法突破的局限，不少科研工作者致力于增强纳米粒子探针的靶向性同时减弱荧光猝灭。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供了一种利用mno2装载吲哚菁绿icg时猝灭吲哚菁绿icg在近红外二区的荧光，再利用肿瘤细胞谷胱甘肽gsh和mno2之间的氧化还原反应，使装载在mno2的吲哚菁绿icg的荧光进行恢复的mno2-icg光学探针。

本发明的另一目的是提供上述可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh响应的光学探针的制备方法。

本发明还有一个目的是提供上述可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh响应的光学探针的应用。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针，为mno2-icg光学探针，利用mno2装载吲哚菁绿icg时猝灭吲哚菁绿icg在近红外二区的荧光，再利用肿瘤细胞谷胱甘肽gsh和mno2之间的氧化还原反应，使装载在mno2的吲哚菁绿icg的荧光进行恢复。

上述可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针的制备方法，由以下工艺得到的：

a、采用静置混合kmno4和聚烯丙胺盐酸盐pah的方法制备纳米材料mno2；

b、使用edc/nhs作为偶联剂，将吲哚菁绿icg溶于水后与mno2搅拌使吲哚菁绿icg装载到mno2得到mno2-icg光学探针。

所述步骤a中纳米材料mno2的制备方法为，直接将kmno4和还原剂pah混合静置15-20分钟得到纳米材料mno2。

所述步骤a中，采用18ml浓度为3.5mg/ml的kmno4和2ml浓度为37.4mg/ml的聚烯丙胺盐酸盐pah静置混合15-20min即可得到mno2，然后使用150000-180000r/min离心机离心5-8min去除大于100nm的颗mno2颗粒。

所述步骤b中取1ml溶于水的浓度为10mg/ml吲哚菁绿icg与离心得到的mno2搅拌3-5小时，搅拌过程中加入edc/nhs作为偶联剂，其中mno2与edc/nhs偶联剂的质量比为1:5-10，最终得到的溶液使用15ml-30kd的超滤管在8000-10000r/min下离心8-10min得到mno2-icg光学探针。

所述edc/nhs偶联剂为nhs：n-羟基琥珀酰亚胺和edc：1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐按照质量比1：3混合。

上述可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针的应用，作为标记用于标记肿瘤细胞。

本发明的光学探针是利用了mno2猝灭吲哚菁绿icg在近红外二区的荧光，利用肿瘤细胞谷胱甘肽gsh和mno2之间的氧化还原反应使装载了吲哚菁绿icg的mno2的荧光进行恢复来作为信号用于检测标记肿瘤细胞。其中纳米材料mno2采用静置混合kmno4和pah的方法制备后装载吲哚菁绿icg，装载时mno2会猝灭吲哚菁绿icg在近红外二区的荧光，而谷胱甘肽gsh使mno2-icg光学探针的荧光进行恢复，变化极为明显，使得在肿瘤细胞部位相比于正常细胞部位，荧光强度明显提升，图3为mno2、mno2-icg分别加入相同剂量的谷胱甘肽gsh后近红外二区荧光成像对比，可明显看到mno2加入gsh前后没有亮度改变，mno2-icg加入gsh后亮度增强较为明显。从而用于检测标记肿瘤细胞。同时为了促进mno2和吲哚菁绿icg的结合，加入了nhs(n-羟基琥珀酰亚胺)和edc(1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐）作为偶联剂，在拍摄近红外二区成像时加入谷胱甘肽gsh模拟肿瘤微环境，即可看到该纳米材料荧光增强的变化过程。本发明探针制备简单易操作，且原理基于gsh使纳米探针可以快速且有效的荧光恢复，从而通过近红外荧光成像快速且高效的检测标记肿瘤细胞。此方法具有独创性且实用性很高。

附图说明

图1为本发明mno2的电子显微成像图；

图2为本发明mno2-icg光学探针扫描电镜图；

图3为mno2、mno2-icg分别加入相同剂量的谷胱甘肽gsh后近红外二区荧光成像对比图。

具体实施方式

下面结合实施实例对本发明的技术方案及效果作进一步描述。但是，所使用的具体方法、配方和说明并不是对本发明的限制。

实施例1

一种可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针为mno2-icg光学探针，其制备方法具体步骤如下：

(1)采用18ml浓度为3.5mg/ml的kmno4和2ml浓度为37.4mg/ml的聚烯丙胺盐酸盐pah静置混合15min即可得到mno2，然后使用180000r/min离心机离心5min去除大于100nm的mno2颗粒。

(2)取1ml溶于水的浓度为10mg/ml吲哚菁绿icg与离心得到的mno2搅拌5小时，搅拌过程中加入偶联剂edc/nhs，其中edc/nhs偶联剂为nhs：n-羟基琥珀酰亚胺和edc：1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐按照质量比1：3混合，mno2与edc/nhs偶联剂的质量比为1:5，最终得到的溶液使用15ml-30kd的超滤管在10000r/min下离心8min得到mno2-icg光学探针。

(3)配置谷胱甘肽溶液，加入mno2-icg溶液中，即可看到未加谷胱甘肽溶液前mno2-icg在近红外区域没有荧光效果，加入后在近红外区域荧光显著增强。即作为信号用于检测肿瘤细胞。

实施例2

一种可检测肿瘤细胞谷胱甘肽gsh浓度的光学探针为mno2-icg光学探针，其制备方法具体步骤如下：

(1)采用18ml浓度为3.5mg/ml的kmno4和2ml浓度为37.4mg/ml的聚烯丙胺盐酸盐pah静置混合20min即可得到mno2，然后使用150000r/min离心机离心8min去除大于100nm的mno2颗粒。

(2)取1ml溶于水的浓度为10mg/ml吲哚菁绿icg与离心得到的mno2搅拌3小时，搅拌过程中加入偶联剂edc/nhs，其中edc/nhs偶联剂为nhs：n-羟基琥珀酰亚胺和edc：1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐按照质量比1：3混合，mno2与edc/nhs偶联剂的质量比为1:10，最终得到的溶液使用15ml-30kd的超滤管在8000r/min下离心10min得到mno2-icg光学探针。

(3)配置谷胱甘肽溶液，加入mno2-icg溶液中，即可看到未加谷胱甘肽溶液前mno2-icg在近红外区域没有荧光效果，加入后在近红外区域荧光显著增强。即可用于作为信号用于检测标记肿瘤细胞。

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